Sinh trưởng vi sinh vật trình làm hỏng thực phẩm Sinh trưởng vi sinh vật trình làm hỏng thực phẩm Bởi: Nguyễn Lân Dũng buivietha Vì thực phẩm nguồn dinh dưỡng dồi dào, có điều kiện bên bên thích hợp, vi sinh vật sinh sinh trưởng nhanh chóng, biến thực phẩm bổ dưỡng ngon miệng trở nên có vị chua, có mùi hôi hay bao phủ nấm Sự sinh trưởng vi sinh vật thực phẩm dẫn tới thay đổi dễ nhìn thấy màu sắc phong phú vi sinh vật sinh Một thông báo tiếng chuyện công bố từ năm 1263 Năm 1870, Bartolomeo Bizio miêu tả loại vi khuẩn tác nhân tượng tạo màu Đó vi khuẩn Serratia marcescens Quá trình làm hỏng sản phẩm sữa Sữa tươi (bên trái) sữa bị vón cục (bên phải) Sữa vón cục trải qua giai đoạn tự nhiên vi sinh vật làm hỏng sữa Kết tạo cục sữa dịch sữa (Theo Prescott-Harley-Klein, 2002) 1/6 Sinh trưởng vi sinh vật trình làm hỏng thực phẩm Thịt sản phẩm bơ, với giá trị dinh dưỡng cao, chứa carbohydrat dễ sử dụng, lipid protein, điều kiện lý tưởng cho vi sinh vật phát triển Phân giải protein thối rữa kết điển hình phá hỏng thực phẩm nguyên liệu giàu protein Khi sữa không tiệt trùng, trình làm hỏng sữa trải qua bước, sản xuất acid Lactococcus lactis subsp lactis có liên quan đến sinh trưởng vi sinh vật chịu acid Nấm men nấm sợi có khả phân giải acid lactic tích tụ làm cho lượng acid giảm Cuối cùng, vi khuẩn phân giải protein bắt đầu hoạt động, dẫn tới phá hủy mùi vị thực phẩm Sữa ban đầu mờ đục, cuối trở nên suốt (hình 2) So với thịt bơ sữa, hầu hết hoa quả, rau xanh có protein lipid nên bị hư hỏng theo kiểu khác Rau xanh bị hư hỏng vi khuẩn, đặc biệt vi khuẩn gây thối Erwinia carotovora tiết enzym thủy phân carbohydrate Khi oxi hóa khử cao thiếu điều kiện khử cho phép vi khuẩn hiếu khí hiếu khí không bắt buộc tham gia vào trình phân hủy Vi khuẩn dường không đóng vai trò quan trọng phá hỏng ban đầu hầu hết trái mà vi nấm Những loại nấm tiết enzym xâm nhập qua lớp vỏ bảo vệ bên Việc làm hư hỏng xảy tương tự với sản phẩm từ cam quýt chế biến đông lạnh Những sản phẩm dường không trải qua xử lý, việc làm hỏng Lactobacillus Leuconostoc gây ra, vi khuẩn tạo mùi thơm diacetyl Nấm men Saccharomyces Candida làm hỏng nước ép trái Nước ép trái cô đặc có hoạt độ nước giảm (aw = đến 83), giữ tủ lạnh khoảng -9oC, chúng bảo quản thời gian dài Tuy nhiên, nước ép cô đặc pha loãng với nước có chứa vi sinh vật, nước ép bảo quản vật chứa rửa không bị hư hỏng Tương tự vậy, vi sinh vật nước ép cô đặc làm lạnh bắt đầu trình làm hỏng sau thêm nước vào Nước ép dùng xuất vấn đề khác, giá trị aw đủ cao cho phép vi sinh vật sinh trưởng Điều đặc biệt cất giữ nước ép nhiệt độ lạnh Mặc dù dùng biện pháp khử trùng, hầu hết người tiêu dùng nhạy cảm với vị thơm ngon tự nhiên khử trùng gây 2/6 Sinh trưởng vi sinh vật trình làm hỏng thực phẩm Sự làm hỏng thực phẩm Khi thực phẩm không bảo quản thích hợp, vi sinh vật gây hư hỏng Ví dụ: (a) bánh mỳ, (b) ngô (Theo Prescott-Harley-Klein, 2002) Vi nấm vấn đề đặc biệt cà chua Thậm chí thấy vết thâm tím nhẹ vỏ cà chua, bóc ra, thấy sinh trưởng nấm Những chi nấm gặp thường xuyên bao gồm Alternaria, Cladosporium, Fusarium Stemphylium Sự sinh trưởng chúng ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm cà chua, bao gồm nước ép cà chua nước sốt cà chua nấm Vi nấm sinh trưởng nhanh hạt ngũ cốc bảo quản điều kiện ẩm ướt (hình 3) Sự xâm nhập Claviceps purpura vào hạt gây nhiễm độc ergotin Chất gây ảo giác alkaloid sinh nấm dẫn tới biến đổi tập tính, phát triển không đầy đủ, chết ăn phải hạt bị nhiễm khuẩn Các tác nhân gây ung thư từ nấm bao gồm aflatoxin fumonisin Aflatoxin tạo hầu hết sản phẩm hạt ẩm ướt thông thường Aflatoxin phát vào năm 1960, 100,000 gà tây chết ăn phải bột xay lạc (đậu phộng) bị nhiễm độc nấm Aspergillus flavus Những hợp chất vòng phẳng hai chiều xen vào acid nucleic hoạt động đột biến dịch khung- chất gây ung thư Điều xảy gan, chúng chuyển sang dạng dẫn xuất không ổn định Động vật, sau tiêu hóa thức ăn có aflatoxin B1 B2 biến đổi chất tạo thành aflatoxin M1và M2 (xem hình 4) Nếu gia súc ăn phải thực phẩm bị nhiễm aflatoxin chúng thể tồn sữa sản phẩm bơ sữa Nếu có cách sàng lọc nhanh aflatoxin ngũ cốc, ta hạn chế xuất cảng các loại ngũ cốc có nguy bị nhiễm Các loại aflatoxin chủ yếu dẫn xuất chúng tách dễ dàng sắc ký mỏng nhận biết ánh sáng tia UV đặc tính phát huỳnh quang Không có ngũ cốc, chúng tìm thấy bia, coca, nho khô, đậu tương xay khô 3/6 Sinh trưởng vi sinh vật trình làm hỏng thực phẩm Một số loại Aflatoxin Khi Aspergillus flavus số nấm khác sinh trưởng thực phẩm,chúng tạo aflatoxin gây ung thu Những chất có cấu trúc (a) thiết kế đánh dấu dựa theo màu sắc hợp chất tia cực tím sau tách từ hạt tách chiết nhờ sắc ký Hợp chất B1 B2 phát huỳnh quang màu xanh da trời hợp chất G1 G2 có màu xanh (b) Hai loại aflatoxin M tìm thấy sữa động vật ăn phải aflatoxin type B (Theo Prescott-Harley-Klein, 2002) Cuối cùng, điều quan trọng lượng aflatoxin vô tình đưa vào qua đường tiêu hóa thể Khẩu vị số loại phần ăn có liên quan tới phơi nhiễm aflatoxin: trung bình aflatoxin đưa vào theo kiểu thực đơn điển hình người châu Âu 19 ng/ngày (nanogram), cho thực đơn người Viễn Đông ước tính 103 ng/ngày Độ nhạy cảm với aflatoxin bị ảnh hưởng phơi nhiễm bệnh từ trước Người ta phát thấy người bị viêm gan B bị nhiễm aflatoxin có nguy mắc ung thư gan cao gấp 30 lần so với người viêm gan B mà không phơi nhiễm aflatoxin 4/6 Sinh trưởng vi sinh vật trình làm hỏng thực phẩm Cấu trúc fumonisin (Theo Prescott-Harley-Klein, 2002) Các fumonisin nấm Fusarium moniliforme sinh ra, lần phân lập vào năm 1988, chất gây nên bệnh viêm chất trắng não ngựa, phù phổi lợn, ung thư thực quản người Fumonisin hoạt động cách phá vỡ tổng hợp, trao đổi chất shipgolipid, hợp chất hoạt động hóa sinh quan trọng có ảnh hưởng lên chức tế bào Có 10 loại fumonisin khác nhau, cấu trúc fumonisin FB1 FB2 minh họa hình Ngũ cốc thực phẩm chứa ngũ cốc bột ngũ cốc, bột yến mạch thô, thường hay bị nhiễm Fusarium moniliforme Fumonisin nấm sinh ức chế tổng hợp ceramid, enzym thiết yếu việc sử dụng thích hợp chất béo tế bào Vì điều quan trọng phải bảo quản sản phẩm điều kiện khô, làm cho nấm phát triển Vi sinh vật nhân chuẩn tổng hợp chất độc khác chí mạnh aflatoxin fumonisin Chất độc từ tảo nhiễm bệnh cho cá, ảnh hưởng cao đến sức khỏe động vật biển chuỗi thực phẩm; chúng làm nhiễm bệnh đến động vật thủy sinh có vỏ cứng (shellfish) cá vây (fin fish), cuối tiêu thụ người Hầu hết chất độc tạo tảo giáp (dinoflagellates), vài tảo cát (diatoms) Những bệnh chủ yếu người hậu từ chất độc tảo sản phẩm từ biển bao gồm chứng trí nhớ (amnesic), tiêu chảy, nhiễm độc thần kinh từ động vật thân mềm (bảng 3) Các triệu chứng độc số tảo biển (Theo Prescott-Harley-Klein, 2002) Vector truyền bệnh Loại độc tố Ngộ độc bọn ký sinh Alexandrium spp nhóm Động vật thân Gymnodinium spp mềm Pyrodinium spp Động vật thân mềm Sacidoxin Ngộ độc thần kinh Động vật thân mềm Động vật thân mềm Brevitoxin Hội chứng Nguyên nhân Gymnodinium breve 5/6 Sinh trưởng vi sinh vật trình làm hỏng thực phẩm Ngộ độc cá Gambierdiscus toxicus Cá bám mạch đá ngầm Hội chứng quên ngộ độc Động vật thân mềm Pseudonitzchia spp Động vật thân mềm Domoic acid Hội chứng ỉa chảy ăn phải Động vật thân mềm Dinophysis spp Prorocentrum spp Động vật thân mềm Dinophysistoxin Hội chứng Estuary Pfiesteria piscicida Nước Chưa biết Ciguatoxin Hầu hết, phức chất độc từ tảo biển bền nhiệt, thường gây hiệu ứng hệ thống thần kinh ngoại biên, xảy thường vòng 1giờ sau ăn phải Các độc tố tảo biển Cấu trúc hóa học độc tố tảo biển tác động tới gười dùng sản phẩm hải sản nước: a Satitoxin, b Brevitoxon, c ciguatoxin, d okadaic acid, e domoic acid (Theo Prescott-Harley-Klein, 2002) 6/6 ... sinh vật trình làm hỏng thực phẩm Sự làm hỏng thực phẩm Khi thực phẩm không bảo quản thích hợp, vi sinh vật gây hư hỏng Ví dụ: (a) bánh mỳ, (b) ngô (Theo Prescott-Harley-Klein, 2002) Vi nấm vấn đề.. .Sinh trưởng vi sinh vật trình làm hỏng thực phẩm Thịt sản phẩm bơ, với giá trị dinh dưỡng cao, chứa carbohydrat dễ sử dụng, lipid protein, điều kiện lý tưởng cho vi sinh vật phát triển... coca, nho khô, đậu tương xay khô 3/6 Sinh trưởng vi sinh vật trình làm hỏng thực phẩm Một số loại Aflatoxin Khi Aspergillus flavus số nấm khác sinh trưởng thực phẩm, chúng tạo aflatoxin gây ung thu